可透光軟性有機太陽電池模組技術開發

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可透光軟性有機太陽電池模組技術開發

更新時間：2023-03-24 11:09

【技術簡介】
國原院開發之軟性有機太陽電池具備以下優勢：
1.具備低耗能，其能量回饋時間約2~3月(矽晶太陽能電池能量回饋時間約2~3年)，具環保優勢，為真正低碳能源。
2.簡單的製程。
3.使用成本低廉的碳氫有機材料，且不需昂貴設備與高潔淨度的廠房設施。
4.成品極輕薄且易於捲曲收納與行動攜帶。
5.本身具可撓性或軟性易剪裁，可與人體或裝飾結合之穿戴。
6.藉由印刷方式易於各種圖案化。
此外，當由戶外陽光移至室內或弱光環境下，其光電轉換效率會急遽上升，造成弱光環境下OPV效率遠勝過矽晶或其他半導體太陽能電池，使OPV在室內的應用具有獨特優勢與利基市場。

圖1. 南北向之隧道型溫室

圖2.模組貼合於弧形屋頂

圖3.串聯之模組於兩側金屬電極端點處相接固定

圖4.OPV與矽晶太陽電池之逐日發電情形

【計畫規劃/技術應用】
近年來由於可透光電極快速的發展，搭配具可透光特性的低能隙主動層材料，使可透光OPV之研究取得相當的進展，而OPV具有可透光的特點也成為其他各種太陽能電池無法取代的獨特優勢，有利於將其應用端拓展至戶外的建築整合太陽能(BIPV)，特別是在農電共生的應用。為了研究這些OPV模組的穩定性與電性表現，我們於台中農試所建造的一個隧道型溫室之弧形屋頂上進行戶外場域測試，隧道型溫室的兩端為南北方向，模組安裝在隧道型溫室的彎曲屋頂，約為70度向東的徑向分佈。
根據測試結果，我們製作的可透光軟性OPV模組已獲得了T₈₀壽命>200天的良好成果。此與所有已報導出具有類似高光電轉換效率的軟性模組或電池相比（初始光電轉換效率>4%），國原院發表的可透光軟性OPV模組，其戶外穩定性是最佳的。

【未來佈局】
110至113年國家發展計畫，政府打造六大核心戰略產業：資訊及數位產業、資安卓越產業、臺灣精準健康戰略產業、國防及戰略產業、綠電及再生能源產業、民生及戰備產業，讓臺灣在全球供應鏈扮演關鍵角色。再者，由於臺灣地狹人稠，糧食自給率僅約3成，在持續推動太陽能政策後，勢必會影響到農業用地的利用。農業部「申請農業用地作農業設施容許使用辦法」第 30 條規定，綠能設施不得影響農業生產及經營，其農業生產之產量標準並須達農業統計年報最近三年平均產量之七成以上。傳統矽晶太陽電池因不透光，無法符合上述規定，而無法實現農電共生，因此，為達成政府「農業為本、綠能加值」共創雙贏政策，解決平衡能源政策與農業發展產生競爭的解決方案，藉由可透光OPV的發展，可完全符合農業部「申請農業用地作農業設施容許使用辦法」第 30 條規定，讓植物吸收可見光進行光合作用，OPV則利用紅外光進行光電效應，不但可栽種作物，且能提供自給自足的電力需求，將是達成農電共生，進而實現農業發展、能源自給、糧食安全三贏局面的最佳策略。

【連絡資訊】
姓名：莊志閔博士
電話：03-4711400分機7360
E-mail：cmchuang@nari.org.tw